无线网状网路由协议研究及其Verilog仿真实现

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WMN(Wireless Mesh Network)是一种新型的无线网络组织形式。其优势在于高的网络容错能力,以及宽的带宽和易于架设的特性。可以给用户提供廉价,高速的网络接入方式。IEEE针对WMN制定了802.11s标准,对WMN的架构,协议以及配置进行了规范。   路由功能是WMN的核心。路由协议负责协同解决因无线媒介环境的频繁变化而带来的各种问题,支持WMN的可靠通信。本文着重研究802.11s中的路由部分,包括空中传播时间路由判据和混合无线网状网路由协议,其主要工作如下:   1.在深入分析空中传播时间路由判据和混合无线网状网路由协议的基础上,引入了软件无线电的概念,阐明了用软件无线电实现通信系统的可行性及优势,并用Verilog语言编写了802.11s的路由协议的基本模块。仿真结果验证了路由模块代码的正确性。   2.针对空中传播时间路由判据和混合无线网状网路由协议的种种不足,根据实际无线传输中的网络重传次数特性,提出一种基于重传次数限制的空中传播时间的改进路由判据。该方法可以改善WMN传输中因重传次数过大而造成的丢包问题,使优选的路由具有更好的传输质量。   3.基于树的寻径机制,从拓扑结构的角度提出一种改进的多根节点的混合无线网状网路由协议。该方法可以缓解因单根节点而造成的网络拥塞,提高实际场景中边缘节点的传输性能,并保证WMN所有节点使用无线信道资源的公平性。   4.对改进后的路由算法使用NS2工具进行仿真。理论及仿真结果表明,相对于标准路由协议,改进的路由算法提高了WMN中各数据流的传输性能,并保证了传输公平性。而且在不同网络负载条件下,改进的路由算法都增大了WMN的平均吞吐量、减小了平均时延和丢包率,相比标准算法有明显的优势。
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